DE9415720U1

DE9415720U1 - Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von Schweißnähten

Info

Publication number: DE9415720U1
Application number: DE9415720U
Authority: DE
Original assignee: Mak System GmbH
Current assignee: Rheinmetall Landsysteme GmbH
Priority date: 1994-09-29
Filing date: 1994-09-29
Publication date: 1994-12-15
Anticipated expiration: 2004-09-30

Description

: SysftJftiO&SellschaftmbH

R.2025

Anmelderin: MaK System Gesellschaft mbH

Falckensteiner Straße 2, D-24159 Kiel

Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von Schweißnähten

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von Schweißnähten, insbesondere von Schweißnähten mit in sich geschlossenem Verlauf entlang einer Verbindungsstrecke, die einen ein Bearbeitungswerkzeug entlang der Schweißnaht bewegenden Antrieb aufweist.

Derartige Schweißnähte können einen kreisförmigen oder einen diesem ähnlichen, z. B. mehrkantigen Verlauf haben. Schweißnähte dieser Ausbildung treten typischerweise beim Verschweißen von Rohren oder beim Verschweißen von Rohrenden oder Mehrkantprofilen mit stirnseitigen davorgesetzten Platten auf.

Die Oberflächenbehandlung kann sowohl das Säubern vorhandener Schweißnähte durch Sandstrahlen oder Schleifen wie auch das Festigkeitsstrahlen nach dem Schweißen und schließlich in besonderen Fällen auch das Aufbringen von (Färb-)Beschichtungen auf die Schweißnähte betreffen. Diese Arbeiten müssen häufig als Reparaturen an vorhandenen Maschinen oder Baukörpern durchgeführt werden. Das Antriebs- und Aufbringungsmedium ist in der Regel Preßluft.

In der Regel werden derartige Instandsetzungsarbeiten manuell durchgeführt und erfordern einen relativ hohen Aufwand an Arbeitsstunden. Zusätzlich wirkt sich erschwerend das Arbeiten in staubiger Atmosphäre bzw. das Verwenden besonderer Schutzmaßnahmen aus, die den Ausführenden vor den Luftverunreinigungen durch das Bearbeitungsverfahren schützen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine konstruktiv einfache Vorrichtung bereitzustellen, die eine Führung des Bearbeitungswerkzeuges entlang der Schweißnaht ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Bearbeitungswerkzeug im Bereich einer Halterung befestigt ist, die beweglich im Bereich einer Bahnvorgabe gelagert ist und daß die Bahnvorgabe eine das Bearbeitungswerkzeug entlang der Schweißnaht führende Gestaltung aufweist.

Mit Hilfe der Vorrichtung ist es möglich, ein Bearbeitungswerkzeug, beispielsweise eine Strahldüse oder einen Schleiffinger, in einer Dreh- oder Pendelvorrichtung an der Schweißnaht entlangzuführen. Die Führungsbahn kann dabei entweder durch eine separate

Führungskontur oder durch das mit der Schweißnaht versehene Profilteil selbst vorgegeben werden.

Eine besonders einfache Konstruktion wird dadurch bereitgestellt, daß die Bahnvorgabe mindestens bereichsweise als ein zentrales Rotationslager ausgebildet ist.

Zur Führung entlang nicht kreissymmetrischer Schweißnähte wird vorgeschlagen, daß das Bearbeitungswerkzeug zusätzlich zur Führung in Rotationsrichtung um das Rotationslager mit einer Führung in radialer Richtung versehen ist.

Eine besonders einfache Konturverfolgung der Schweißnähte kann dadurch erfolgen, daß die Halterung im wesentlichen aus einem sich radial zum Rotationslager erstreckenden Schenkel sowie einem weiteren sich im wesentlichen in Richtung einer Mittellinie des Rotationslagers erstreckenden Schenkel ausgebildet ist und daß die Schenkel im Bereich eines Kippgelenkes verschwenkbar miteinander verbunden und von einer Zugfeder gegeneinander verspannt sind.

Eine Verwendung separater Bauelemente als Bahnvorgabe kann dadurch vermieden werden, daß die Bahnvorgabe mindestens bereichsweise durch eine Oberflächenabtastung des mit der Schweißnaht versehenen Werkstückes ausgebildet ist.

Eine Erhöhung der Bearbeitungsqualität im Bereich der Schweißnaht wird dadurch hervorgerufen, daß für das Bearbeitungswerkzeug eine mehrfache Entlangführung an der Schweißnaht vorgesehen ist.

Eine weitere Möglichkeit zur Beeinflussung der Bearbeitungsvorgänge besteht darin, daß für das

Bearbeitungswerkzeug eine Pendelführung entlang mindestens eines Teiles der Schweißnaht vorgesehen ist.

Zur Ermöglichung einer Unterteilung des Bearbeitungsvorganges in einzelne Bearbeitungsabschnitte wird vorgeschlagen, daß in mindestens einer Rotationspositionierung des Bearbeitungswerkzeuges in Rotationsrichtung des Rotationslagers eine Fixierung vorgesehen ist.

Eine Erhöhung der Bearbeitungsgeschwindigkeit kann dadurch erfolgen, daß die Halterung mit mindestens zwei Bearbeitungswerkzeugen ausgestattet ist.

Eine Antriebsmöglichkeit besteht darin, daß das Bearbeitungswerkzeug zur Durchführung von Dreh- und Pendelbewegungen mit Preßluft beaufschlagt ist.

Eine andere Antriebsart wird dadurch realisiert, daß das Bearbeitungswerkzeug zur Durchführung von Dreh- und Pendelbewegungen von einem Luftmotor angetrieben ist.

Eine weitere Möglichkeit zur Erzielung einer hohen Bearbeitungsgüte im Bereich der Schweißnähte besteht darin, daß quer zur Längserstreckung der Schweißnaht eine schrittweise Verstellung der Bearbeitungsposition des Bearbeitungswerkzeuges vorgesehen ist.

Zur Beeinflussung einer jeweiligen Rotationsgeschwindigkeit wird vorgeschlagen, daß im Bereich des Rotationslagers eine die Drehgeschwindigkeit der Halterung vorgebende Bremse angeordnet ist.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1: eine Vorrichtung mit einer Strahldüse, die an einem kreisrunden Rohr angebracht ist,

Fig. 2: eine Draufsicht auf eine Vorrichtung für ein Profilrohr,

Fig. 3: die Vorrichtung gemäß Fig. 2 in der Seitenansicht,

Fig. 4: eine Schleifvorrichtung mit separater Führungsbahn und Vorschubeinrichtung,

Fig. 5: eine alternative Vorrichtung mit zwei Düsen und einer Schwenkeinrichtung für paarweise parallelverlaufende Schweißnähte

Fig. 6: die Vorrichtung gemäß Fig. 5 in einer anderen Seitenansicht.

In Fig. 1 ist perspektivisch ein Rohr (1) dargestellt, welches über die Schweißnaht (2) an einer Platte (3) stirnseitig angeschweißt ist. Das Rohr (1) trägt eine aus zwei Halbschalen bestehende Führungsbahn (4), in welcher ein Düsenhalter (5) gelagert ist. Dieser ist zur Montage ebenfalls zweiteilig ausgeführt, wobei die beiden Teile um ein Strahlrohr (6) herum klappbar sind und durch eine Schraubverbindung (7) auf der Gegenseite miteinander verschraubt werden. Das Strahlrohr (6) mündet in einer Düse (8), welche im wesentlichen auf die Schweißnahmt (2) geführt ist. Die Preßluft und das Strahlgut werden über eine Drehdurchführung (9) und eine Schlauchleitung (10) der Düse (8) zugeführt.

Die Düse (8) wird um einen kleinen Winkel (11) aus der auf die zentrale Achse des Rohres (1) weisenden Richtung zur Seite geschwenkt, so daß die Rückstoßkraft aus dem Strahlvorgang eine Komponente in Drehrichtung erhält, mit der der Düsenhalter (5) kontinuierlich gedreht wird. Damit wird es möglich, den Strahlvorgang ohne allzu großen Aufwand in einem kleinen Schutzbehälter durchzuführen und die Bedienperson aus dem Strahlbereich völlig herauszuhalten.

In Fig. 2 und 3 ist ein im wesentlichen viereckiger Rohrstutzen (12) durch eine Schweißnaht (13) mit einer Platte (14) verbunden. An dessen Stirnseite ist eine Vorrichtung (15) über eine Grundplatte (16) und Schrauben (17) befestigt. Ein Düsenhalter (18) ist drehbar auf einem Zapfen (19) der Grundplatte (16) gelagert. Über Tellerfedern (20), ein Federgehäuse (21) und eine Kronenmutter (22) wird der Düsenhalter (18) axial verspannt, so daß zwischen dem Federgehäuse (21) und der Kronenmutter (22) ein Reibmoment wirksam wird. Ein Stift (23) und ein Splint (24) dienen dazu, das Federgehäuse (21) drehfest mit dem Düsenhalter (18), sowie die Kronenmutter (22) drehfest mit dem Zapfen (19) zu verbinden.

Der Düsenhalter (18) trägt in einem Kippgelenk (25) ein Rohr (26) mit einer Strahldüse (27) und eine Drehdurchführung (28) mit einem Zuführungsschlauch (29). Eine Führungsrolle (30) ist ebenfalls mit dem Rohr (26) über einen Halter (31) verbunden und wird mit Hilfe einer Zugfeder (32) auf den Rohrstutzen (12) gedrückt.

Eine Düsenöffnung (33) ist bezüglich der Mittelebene der Vorrichtung (15) etwas schräg angeschnitten, so daß der Rückstoß des anstehenden Strahlgutes eine Komponente in Drehrichtung erhält. Diese setzt die Vorrichtung

in Umdrehung, so daß ein zusätzlicher Drehantrieb entfällt. Die Drehgeschwindigkeit läßt sich mit Hilfe der Kronenmutter (22) und der Tellerfedern (20) einstellen.

Während der Drehbewegung wird die Düse (27) selbsttätig mit Hilfe der auf dem Rohrstutzen (12) abrollenden Führungsrolle (30) in definiertem Abstand über die Schweißnaht (13) geführt und folgt deren Kontur.

Fig. 4 zeigt eine andere Ausführungsform, bei der die Führungsrolle (30) auf einer Führungsbahn (34) läuft, die gemeinsam mit der Vorrichtung montiert und beispielsweise unter einer Platte (35) mit Schrauben (36) befestigt wird. Ein Werkzeughalter (64) ist auf einem zur Platte (35) gehörenden Bolzen (38) drehbar gehalten und wird durch Tellerfedern (39), die über eine Distanz- und Reibscheibe (40) mit Hilfe einer Mutter (41) gespannt werden, gegen eine Gewindebuchse (42) gedrückt.

Diese hat zu Beginn des Bearbeitungsvorganges einen maximalen Abstand zur Platte (35). Dementsprechend rollt die Führungsrolle (30) auf dem niedrigen Teil der Führungsbahn (34) ab. Ein Schleifwerkzeug (65), welches von einem Preßluftmotor (66) angetrieben wird, befindet sich am inneren Teil der Schweißnaht (13).

Mit der Drehbewegung des Werkzeughalters (64) wandert die Gewindebuchse (42) selbsttätig auf dem Gewinde des Bolzens (38) in Richtung auf die Platte (35). Entsprechend verschieben der Werkzeughalter (64) und die Führungsrolle (30) ihre Position. Letztere wandert infolgedessen auf der Führungsbahn (34) in Richtung auf den größeren Bahnumfang und hebt damit das Schleifwerkzeug (65) zusätzlich an, so daß der Bearbeitungsvorgang sich auf den äußeren Teil der Schweißnaht (13) verlagert.

Auf diese Weise erreicht man ohne zusätzliche manuelle Eingriffe, daß die Schweißnaht (13) auf ihrer gesamten Breite einschließlich der angrenzenden Materialbereiche bearbeitet wird.

Fig. 5 und 6 zeigen eine weitere Ausführung der Vorrichtung, die in manchen Fällen eine kostengünstige Lösung darstellt, z. B. wenn eine Schweißnaht (43) im wesentlichen eine Rechteckkontur aufweist. In solchen Fällen kann man vorteilhaft eine Vorrichtung mit pendelnden Düsen (44) verwenden, die in einem Rohrhalter (45) gelagert sind. Dieser seinerseits ist mit dem Profilrohr (46) abnehmbar verbunden und wird zunächst in der Position entsprechend Fig. 5 und in einem weiteren Arbeitsgang entsprechend Fig. 6 montiert.

Der Rohrhalter (45) enthält eine drehbar gelagerte Welle (47), die über Haltemuffen (48) Strahlrohre (49) trägt. Diese werden aus einer Zuführleitung (50) mit einer Schnelltrennkupplung (51) und einer Verzweigung

(52) versorgt.

Die Pendelbewegung wird beispielsweise mit Preßluft erzeugt, die in Intervallen über einen Zylinder (53) mit Kolben (54) und Kolbenstange (55) auf einen mit der Welle (47) fest verbundenen Betätigungshebel (56) wirkt. Dabei ist der Zylinder (53) schwenkbeweglich in einem mit dem Rohrhalter (45) fest verbundenen Lagerauge (57) gehalten.

Preßluft wird über ein 2/2-Wegeventil (58) im Druckhub über eine Leitung (59) auf die Bodenseite geleitet und spannt während des Druckhubes eine Feder (60). Zur Einleitung des Rückhubes wird die Bodenseite des Zylinders

(53) über ein umgeschaltetes Ventil (58) entlüftet, so

daß eine Feder (60) den Kolben (54) wieder zurückdrückt und den Schwenkvorgang der Düsen (44) umkehrt.

Das 2/2-Wegeventil (58) wird beispielsweise über eine elektronische Logik (61) gesteuert, die das Umsteuersignal über Geber (62,63) erhält, die z. B. induktiv die Stellung des Hebels (56) abtasten.

Claims

10 -.·"·'!*; I *··· Sys*8fii^sellschaft mbH R.2025 Anraelderin: MaK System Gesellschaft mbH Falckensteiner Straße 2, D-24159 Kiel Schutzansprüche

1. Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von Schweißnähten, insbesondere von Schweißnähten mit in sich geschlossenem Verlauf entlang einer Verbindungsstrecke, die einen ein Bearbeitungswerkzeug entlang der Schweißnaht bewegenden Antrieb aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Bearbeitungswerkzeug im Bereich einer Halterung befestigt ist, die beweglich im Bereich einer Bahnvorgabe gelagert ist und daß die Bahnvorgabe eine das Bearbeitungswerkzeug entlang der Schweißnaht (13,43) führende Gestaltung aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahnvorgabe mindestens bereichsweise als ein zentrales Rotationslager ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bearbeitungswerkzeug zusätzlich zur Führung in Rotationsrichtung um das Rotationslager mit einer Führung in radialer Richtung versehen ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung im wesentlichen aus einem sich radial zum Rotationslager erstreckenden Schenkel sowie einem weiteren sich im wesentlichen in Richtung einer Mittellinie des Rotationslagers erstreckenden Schenkel ausgebildet ist und daß die Schenkel im Bereich eines Kippgelenkes (25) verschwenkbar miteinander verbunden und von einer Zugfeder (32) gegeneinander verspannt sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahnvorgabe mindestens bereichsweise durch eine Oberflächenabtastung des mit der Schweißnaht (13,43) versehenen Werkstückes ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß für das Bearbeitungswerkzeug eine mehrfache Entlangführung an der Schweißnaht (13,43) vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß für das Bearbeitungswerkzeug eine Pendelführung entlang mindestens eines Teiles der Schweißnaht (13,43) vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens einer Rotationspositionierung des Bearbeitungswerkzeuges in Rotationsrichtung des Rotationslagers eine Fixierung vorgesehen ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung mit mindestens zwei Bearbeitungswerkzeugen ausgestattet ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Bearbeitungswerkzeug zur Durchführung von Dreh- und Pendelbewegungen mit Preßluft beaufschlagt ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Bearbeitungswerkzeug zur Durchführung von Dreh- und Pendelbewegungen von einem Luftmotor angetrieben ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß quer zur Längserstreckung der Schweißnaht (13,43) eine schrittweise Verstellung der Bearbeitungsposition des Bearbeitungswerkzeuges vorgesehen ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Rotationslagers eine die Drehgeschwindigkeit der Halterung vorgebende Bremse angeordnet ist.